Kliniska mtningar och monitorering Per Werner Mller verlkare

Kliniska mätningar och monitorering Per Werner Möller Överläkare, Sektionschef Operation An. Op. IVA Område 2, Sahlgrenska Universitetssjukhuset Östra per. moller@vgregion. se

Pulskurvans komponenter 1) Systolisk stegring börjar 120 -180 ms efter R-vågen 2) Systoliskt topptryck 3) Systolisk sänkning 4) Incisura eller ”dicrotic notch”: • vid aortatryckmätning tidsmässigt motsvarad av aortaklaffens stängning • Infaller senare vid perifer mätning, delvis orsakat av överlagrad, perifert reflekterad vågkomponent 5) Diastolisk sänkning – effekt av antegrad distribution av SV 6) End-diastoliskt tryck

SBP – topptryck under hjärtcykeln DBP – dalvärdet under hjärtcykeln MAP – sant medelartärtryck är medel över tid, d. v. s. integralen av f P(t), eller arean under kurvan. Klassisk uppskattning av MAP = DBP + PP/3 eller MAP = (SBP + 2×DBP)/3 Bygger på uppskattad duration systole: diastole vid HF 60/min. Vid högre HF är diastoles tid kortare och sant MAP domineras mer av SBP

Korotkoff-ljud Riva-Rocci (1896) – palpatorisk bestämning av SBT Korotkoff (1905) – auskultatorisk bestämning av SBT (fas 1) och DBT (övergång fas 4 -5) Fortfarande gold standard för BT-mätning (märkligt nog) Kuffstorlek (kuffbredd): 40% av arm-omkrets och 80% av överarmens längd Felkällor: ödem, muskeltonus (shivering) och åderförkalkning ökar vävnadens styvhet och det externa tryck som krävs för att komprimera kärlet – överskattar SBT. För liten manschett ger falskt höga värden då kufftrycket ofullständigt förmedlas till den underliggande artären. Lågt flöde gör att ljudintensiteten minskar.

Automatisk icke-invasiv blodtrycksmätning - NIBP

Oscillations (mm. Hg) Cuff pressure (mm. Hg) Drzewiecki, G. , Hood, R. , & Apple, H. (1994). Theory of the oscillometric maximum and the systolic and diastolic detection ratios. Annals of Biomedical Engineering, 22(1), 88 -96. Time (sec. )

Time (sec. ) Oscillations (mm. Hg) Cuff pressure (mm. Hg)

Arterial properties versus lumen area of excised canine artery Lumen area vs. transmural pressure Compliance [d. A/d. P] vs. transmural pressure

Automatisk icke-invasiv blodtrycksmätning - NIBP Oscillometrisk metod Mäter MAP som punkten för maximal amplitud för ΔPkuff; SBP och DBP räknas ut enligt proprietära algoritmer; exv. SBP = Pkuff då oscillationerna motsvarar 59. 3% av max DBP =Pkuff då oscillationer motsvarar 71. 7% av max DBT är det mest osäkra måttet Oregelbunden puls och därmed SV ger störningar Metoden • ger falskt höga värden vid lågt BP • ger falskt låga värden vid högt BP (minnesregel: presenterar ”glädjekalkyl”)

Pulsvågen reflekteras vid kärlförgreningar och ändring av kärldiameter Leder till distal pulsvågsförstärkning. Perifert jämfört med centralt: • ses vidare pulstryck • senare systolisk stegring • senare och otydlig dicrotic notch • större diastolisk våg Komplikationsfrekvens artärkanylering < 0. 1% Allens test: sens. 76%, spec. 82% Slutsats: använd inte testet Avsaknad av kollateraler hos 3% av inneliggande patienter

The original pressure wave is characterized by its fundamental frequency, manifested clinically as the pulse rate expressed as cycles per second or Hertz (Hz). As a general rule, 6 to 10 harmonics are required to provide distortion-free reproductions of most arterial pressure waveforms. Hence, accurate arterial blood pressure measurement in a patient with a pulse rate of 120 beats/min (2 cycles/sec or 2 Hz) requires a monitoring system dynamic response of 12 to 20 Hz (i. e. , 6 to 10 waveforms × 2 Hz). The faster the heart rate and the steeper the systolic pressure upstroke, the greater the dynamic response demands on the monitoring system. All monitoring systems have an intrinsic natural frequency and damping coefficient. If the natural frequency is too low, frequencies in the monitored pressure waveform will overlap that of the measurement system, the system will resonate, and pressure waveforms recorded on the monitor will be exaggerated or amplified versions.

Samband mellan frekvens och amplitud i ett teoretiskt system Vid gradvis ökande stimuleringsfrekvens nås ett amplitudmaximum, vilket definieras som systemets resonans- eller naturliga frekvens ”The natural frequency determines how rapidly the system oscillates after a stimulus. The damping coefficient reflects frictional forces acting on the system and determines how rapidly it returns to rest after a stimulus. ”

Ett alltför underdämpat system ger ett falskt för högt systoliskt topptryck. Resonans skapar ytterligare trycktoppar som kan göra det svårt att urskilja dicrotic notch. NIBP ger här ett lägre SBP och högre DBP. Sant SBP ligger troligen mellan de båda mätmetoderna och sant DBP är sannolikt korrekt återgivet av den invasiva mätningen ”Most invasive blood pressure monitoring systems are underdamped second-order dynamic systems modeled after mass-spring systems that demonstrate simple harmonic motion dependent on elasticity, mass, and friction”

hastighet 25 mm/s Resonansfrekvensen (eller natural frequency) bestäms genom att mäta perioden för en oscillation: 1. 7 mm lång=1. 7/25 s=25/1. 7 Hz= 14. 7 Hz Amplitudratio mellan två på varandra följande svängningar: 17 mm/24 mm=0. 71. Omvandlas matematiskt till dämpningskoefficient: kan avläsas i plott B som 0. 1 Dämpningskoefficient är idealiskt 0. 6 -0. 7 Kliniskt använda system har ofta 0. 2 -0. 5 Resonansfrekvens beror på önskad upplösning av kurvan och faktisk puls – ofta 12 -20 Hz Systemet skall ha låg compliance, liten volym (slanglängd <120 cm), minimalt antal kopplingar och artärkatetern stel, vid och kort – en kompromiss krävs för kärlaccess och risk för kärlskada.

Ursprungligt system med adekvat dynamisk respons och resonansfrekvens 17 Hz, dämpningskoefficient 0. 2 Injektion av 0. 1 m. L luftbubbla ger nedsatt resonansfrekvens, som närmar sig pulsfrekvensen och gör att trycktoppen förstärks genom resonans. (duschkabinssång igen) Injektion av 0. 5 m. L luftbubbla försämrar dynamisk respons ytterligare och topptrycken minskar vilket ger intryck av lågt blodtryck

20 mm I trycksensorn (”transducern”) fortplantas vätsketryck till membran vars elektriska ledningsförmåga är proportionell mot tension. Wheatstone bridge: elektronisk krets som låter oss bestämma ett okänt motstånd Rx genom att mäta spänningsfall (B-D) i en brygga där övriga motstånd är kända (och motstånd Rs kan justeras). Signalen är alltså elektrisk och analog. Nollning: 3 -vägskranen öppnas mot atmosfärstryck (101. 3 k. Pa=760 mm. Hg) och en vätskepelare (spoldropp) på 20 mm och vi definierar detta som 0 mm. Hg. Kalibrering (att exponera systemet för ett känt tryck och justera det uppmätta därefter) görs inte i kliniskt bruk men kan vara relevant i forskningssammanhang. Transducerns höjd anges av >> << men nivån för 3 -vägskranens öppning skall justeras till höger förmakshöjd - annars blir uppmätt tryck 2× 0. 7356 = 1. 5 mm. Hg för lågt!

Var skall vi mäta centralt ventryck? Den flebostatiska axeln går igenom tricuspidalklaffen, belägen vid 40% av det anterioposteriora avståndet i höjd med intercostalrum 4 (alltså närmare framsidan än ryggsidan). Höger förmak är beläget 5 cm bakom ”sternal angle” (nivå A) i anterio-posterior riktning, oavsett om patienten ligger eller sitter med ryggen 60° uppvinklad. Linje B visar mittthorakal nivå. Normal gradient för venöst återflöde (VRd. P = MSFP-RAP) är 7 mm. Hg Eftersom 1 cm H 2 O motsvarar 0. 75 mm. Hg spelar transducer-positionen stor roll!

Fyllnadstryck: är end-diastoliska och mäts i end-expiration inspiration …för i end-expiration är effekten av transmitterat luftvägs-/intrathorakalt tryck som minst, oavsett om det är spontan- eller övertrycksandning. HK: end-expiratoriskt CVP alldeles innan c-vågen – sammanfaller med R-taggen på EKG. VK: end-expiratoriskt wedge-tryck alldeles innan c-vågen – strax efter R-våg.

Referenskurvan:

Tryckprofiler vid inläggning av PA-kateter Inläggningsdjup: 20 -25 cm 30 -35 cm 40 -45 cm 50 -55 cm

Spetsen på PA-katetern skall ligga i West-zon 3, där både kapillärt och venöst tryck är högre än alveolärt I West-zoner 1 -2 påverkas mätningen för mycket av alveolärt tryck

CVP vid pericard-konstriktion – exempelvis tamponad • Förhöjda fyllnadstryck • CVP, diastoliskt PA och PAWP närmar sig varandra • CVP-vågform med höga a och v och djupa x- och y- sänkningar

Pulse Pressure Variation och Stroke Volume Variation – PPV och SVV inspiration end-expiration • Cyklisk variation av preload beror bland annat på var på Frank. Starling-kurvan hjärtat opererar • Stor variation betyder att vi är på den branta delen av kurvan och ökar därmed sannolikheten för att en ökning av fyllnad kan omsättas till en ökad SV • Otaliga studier landar i brytpunkt på PPV eller SVV ≥ 11 -13% förenat med volume responsiveness

Förutsättningar för SVV/PVV… Is the patient: ✓ ventilated with IPPV without spontaneous efforts? ✓ ventilated in nonprotective ventilation (tidal volume at least 8 m. L/kg)? ✓ in sinus rhythm? ✓ Is chest wall compliance normal (thorax closed, no flail chest, no binding)? ✓ unaffected by valvular disease? ✓ unaffected by right ventricle and/or left ventricle dysfunction (for example, as assessed by an echocardiographic examination including measurement of peak systolic velocity of tricuspid annular motion assessed by tissue Doppler echocardiography)? ✓ normal abdominal pressure? ✓ the patient’s heart rate/ respiratory rate ratio is ≥ 3. 6? Kriterier från Söndergaard, S. (2013). Pavane for a pulse pressure variation defunct. Critical Care (London, England), 17(6), Critical care (London, England), 2013, Vol. 17(6). Mahjoub visade att av 311 IVA-patienter uppfyllde 2% dessa kriterier, men metoden användes ändå i 19%. Mahjoub et al. (2014). Evaluation of pulse pressure variation validity criteria in critically ill patients: A prospective observational multicentre point-prevalence study. British Journal of Anaesthesia, 112(4), 681 -5.

Monnet et al. (2016). Prediction of fluid responsiveness: An update. Annals of Intensive Care, 6(1), 1 -11.

Cardiac output-mätning – indikatordilution Högre flöde Lägre flöde Större mängd indikator… Indikator: kall koksalt, indocyaningrönt, litiumjon . . . eller mindre distributionsvolym

Vid transpulmonell, men inte intrakardiell, (termo)-dilution är medeltransittiden så lång att recirkulation hinner ske • ursköljning är en exponentiellt avtagande funktion • lin-log-omvandling av y-värdet låter oss matematiskt/grafiskt kringgå problemet med recirkulation av indikator • arean under kurvan kan beräknas för den ursköljning som hade varit utan recirkulation

Kontinuerlig CO-beräkning med kalibrerad pulskonturanalys • arean under den systoliska delen av pulskurvan är proportionell mot SV • från termodilution fås en faktiskt CO; faktisk SV beräknas som CO/Hf • impedansen (kombination av resistens och compliance) i artärsystemet kan beräknas • under förutsättning att impedansen inte ändras fortsätter systemet att slag-förslag beräkna SV och CO Volymsmått från transpulmonell termodilution Ursköljningskurvan ger mer information än bara flöde • Global End-Diastolisk Volym; GEDV • Extravascular Lung Water; EVLW

780 800 Tekniken för Sp. O 2 -mätning kräver två våglängder (660 och 940 nm), moderna mätare använder flera våglängder. För co-oximetri i blodgasanalysator används 128 olika våglängder för att bestämma FHb, Met. Hb, COHb m. fl. När så är fallet kan SO 2 faktiskt mätas och inte bara beräknas från PO 2 och referenskurva. Då kan även P 50 bestämmas (normalt 3. 5 k. Pa) för diagnos av hö-vä-förskjutning. Isobestisk punkt: våglängd där två eller flera substanser har samma absorbans. Hb. CO och Hb. O 2 vid 660 nm Hb och Hb. Met vid 660 och 780 Hb. O 2 och Hb vid 800 nm

Jämför absorbans av två våglängder - 660 och 940 nm

• R är en kvot som översätts till saturation • För värden under Sp. O 2 70% är sambandet inte experimentellt fastställt på människa, men väl djurmodeller • Felmarginal 2 -3% i intervallet 100 -70% Den genererade pulskurvan kan också användas för att beräkna motsvarigheten till PPV/SSV, ibland kallat Pleth Variability Index (PVI)

linjär trend att underskatta Sa. O 2 Hb 80 g/L ger 10 -15% falskt för lågt saturationsvärde kan orsakas av prilocain eller nitrater värdet närmar sig 90% värdet närmar sig 65%

Jämförelse av dynamiken mellan sensor på finger och panna – öronprobe beter sig som ”forehead sensor” Mätvärden medelvärdesberäknas med löpande fönster på 10 -20 sekunder I kombination med kortare cirkulationstid till öron jmf med fingrar ger detta olika responstid Fingerprobe har responstid på ca 60 sekunder – öronprobe 10 -15 sekunder

Tid-kapnogram Mindre välventilerade och sämre V/Q-matchade alveoler har högre PACO 2 och längre tidskonstant Sluttande fas III ses därför vid obstruktivitet eller heterogen V/Qmatchning där dåligt perfunderade alveoler tar längre tid att skölja ur

Volymkapnogram Påtagligt komplex kurva – för detaljer se nästa bild take-home-message: • Arean under kurvan ger blandexspiratoriskt PCO 2 vilket med Bohrekvationen möjliggör beräkning av VD • Möjliggör bestämning av CO 2 produktion Bohr-ekvationen antar att Pa. CO 2=PACO 2 = bland-exspiratoriskt PCO 2 - inte end-exspiratoriskt = fysiologiskt dead-space

Volymkapnogram